DE102020111765B4 - Electrical safety device, method for producing a safety device and a method for operating an electrical safety device - Google Patents
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Abstract
Elektrische Sicherungsvorrichtung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug umfassend;- ein Gehäuse (10),- eine erste in das Gehäuse (10) eingeführte Anschlusslasche (11),- eine zweite in das Gehäuse (10) eingeführte Anschlusslasche (12), wobei die Anschlusslaschen (11, 12) in dem Gehäuse (10) durch einen Spalt (26) voneinander beabstandet sind,- ein die erste und die zweite Anschlusslasche (12) in dem Gehäuse (10) in einer geschlossen Position elektrisch miteinander verbindendes Verbindungsstück (13),wobei das Verbindungsstück (13) mit den beiden Anschlusslaschen (11, 12) jeweils an einer Kontaktfläche (21, 22) in mechanischem Kontakt ist,- einen in dem Gehäuse (10) angeordneten, das Verbindungsstück (13) aus der geschlossen Position in eine offen Position bewegenden Antrieb (17), wobei in der offen Position die beiden Anschlusslaschen elektrisch voneinander isoliert sind,- wobei das Verbindungsstück (13) in Presspassung in dem Spalt (26) zwischen den beiden Anschlusslaschen (11, 12) angeordnet ist,dadurch gekennzeichnet,dass im Gehäuse (10) an mindestens einer der Anschlusslaschen (11, 12) auf der dem Antrieb (17) abgewandten Seite zumindest ein Isolator (16) aus elektrisch nicht leitendem Material angeordnet ist, der bündig mit der Kontaktfläche (21, 22) abschließt und/ oder die Kontaktfläche (21, 22) zur Spaltmitte hin überragt.Electrical safety device (1), in particular for a motor vehicle, comprising; - a housing (10), - a first connection tab (11) inserted into the housing (10), - a second connection tab (12) inserted into the housing (10), wherein the connecting tabs (11, 12) in the housing (10) are spaced apart from one another by a gap (26), - a connecting piece (13) which electrically connects the first and second connecting tabs (12) in the housing (10) to one another in a closed position ), whereby the connecting piece (13) is in mechanical contact with the two connecting tabs (11, 12) on a contact surface (21, 22), - one in the housing (10) arranged, the connecting piece (13) from the closed position in an open position moving drive (17), wherein in the open position the two connecting tabs are electrically insulated from each other, - the connecting piece (13) being arranged in a press fit in the gap (26) between the two connecting tabs (11, 12), characterized in that at least one insulator (16) made of electrically non-conductive material is arranged in the housing (10) on at least one of the connection tabs (11, 12) on the side facing away from the drive (17), which is flush with the contact surface (21, 22) closes and/or the contact surface (21, 22) projects beyond the center of the gap.
Description
Der Gegenstand betrifft eine elektrische Sicherungsvorrichtung, ein Verfahren zu Herstellung einer Sicherungsvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer elektrischen Sicherungsvorrichtung.The subject relates to an electrical safety device, a method for producing a safety device and a method for operating an electrical safety device.
Im Zuge der fortschreitenden Elektrifizierung müssen in Kraftfahrzeugen (KFZ) zunehmend hohe Leistungen zwischen Energiequellen (Erzeugern und Speichern) und Verbrauchern übertragen werden, insbesondere zwischen Batterie und Antrieb. Dies geschieht üblicherweise über elektrische Kabel und vorzugsweise werden hohe elektrische Spannungen verwendet um die ohmschen Verluste der Energieübertragung gering zu halten. Die verwendeten Spannungen liegen oft weit oberhalb den bislang im elektrischen KFZ-Versorgungsnetz üblichen 12V oder 24V und erreichen mitunter mehrere hundert Volt. Die Risiken dieser lebensgefährlichen Spannungen müssen für Fahrzeuginsassen, Passanten und Rettungshelfer durch entsprechende Sicherheitstechnik gering gehalten werden.As electrification progresses, more and more power has to be transferred between energy sources (generators and storage units) and consumers in motor vehicles, especially between the battery and drive. This is usually done via electrical cables and high electrical voltages are preferably used in order to keep the ohmic losses of the energy transmission low. The voltages used are often far above the 12V or 24V that have hitherto been customary in the electrical vehicle supply network and sometimes reach several hundred volts. The risks of these life-threatening voltages for vehicle occupants, passers-by and rescue workers must be kept low by appropriate safety technology.
Insbesondere muss die Möglichkeit einer raschen und dauerhaft beständigen Trennung der Verbindung zwischen Spannungsquellen und dem fahrzeuginternem Verteilnetz ermöglicht werden. Zu diesem Zweck wurden in der Vergangenheit Sicherheitsvorrichtungen genutzt, die oft einen gas- oder pyrotechnisch betriebenen Antrieb und entweder einen Leiter mit einer verjüngten Sollbruchstelle oder zwei Leiter, die von einem Verbindungsstück verbunden waren, umfassten. Ein solcher Antrieb kann schnell, auf Zeitskalen von wenigen Millisekunden, eine Bewegung in Gang setzen und im Zusammenspiel mit den dafür vorbereiteten Leitelementen eine elektrische Trennung bewirken. Im ersten der genannten Leitelemente durchbricht der Antrieb den Leiter an seiner Sollbruchstelle, im zweiten wird der Kontakt zwischen Verbindungsstück und mindestens einem Leiter durch den Antrieb getrennt.In particular, it must be possible to quickly and permanently disconnect the connection between voltage sources and the vehicle's internal distribution network. Safety devices have been used for this purpose in the past, often comprising a gas or pyrotechnically operated actuator and either a conductor with a tapered breaking point or two conductors connected by a connector. Such a drive can quickly set a movement in motion on a time scale of a few milliseconds and, in conjunction with the guide elements prepared for this purpose, can cause electrical separation. In the first of the guide elements mentioned, the drive breaks through the conductor at its predetermined breaking point, in the second the contact between the connecting piece and at least one conductor is separated by the drive.
So ist aus der
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Die
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Bei Verwendung eines einzelnen Leiters besteht das Problem, dass die häufig eingebrachte Verjüngung für die Sollbruchstelle den Querschnitt verringert und damit den elektrischen Widerstand erhöht. Des Weiteren sind für den Durchbruch und die Verbiegung der Leitermaterialien hohe Kräfte vonnöten, um eine Trennung sicherzustellen. Darüber hinaus können die elastischen Rückstellkräfte des Leiters diesen zurück in Richtung seiner Ursprungsposition bewegen und zu einer unerwünschten Wiederherstellung der elektrischen Verbindung führen.When using a single conductor, there is the problem that the narrowing that is often introduced for the predetermined breaking point reduces the cross section and thus increases the electrical resistance. Furthermore, high forces are required to break through and bend the conductor materials in order to ensure separation. In addition, the elastic restoring forces of the conductor can move it back towards its original position and lead to an undesired reconnection of the electrical connection.
Bei Verwendung von einem Verbindungsstück zwischen Leitern wurde der Kontakt zwischen Verbindungsstück und Leitern üblicherweise allein durch die elastische Rückstellkraft des Verbindungsstücks gesichert. Der Übergangswiderstand zwischen den verschiedenen Teilen blieb somit oft groß, da keine großflächige elektrische Kontaktierung erreicht werden konnte. Als weitere Schwierigkeit konnte die dauerhafte Trennung der Leiter oft nicht mit absoluter Gewissheit gewährleistet werden, da keine Vorrichtung eine erneute Kontaktierung von Verbindungsstück und Leitern verhinderte.When using a connector between conductors, the contact between connector and conductors was usually secured solely by the elastic restoring force of the connector. The contact resistance between the different parts therefore often remained high, since no large-area electrical contact could be achieved. Another difficulty was that the permanent separation of the conductors could often not be guaranteed with absolute certainty, since there was no device to prevent the connector and conductors from making contact again.
Daher lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Sicherungsvorrichtung niedrigen ohmschen Widerstands bereitzustellen, die schnell und dauerhaft trennbar ist.The object on which the subject was based was therefore to provide an electrical safety device with a low ohmic resistance that can be separated quickly and permanently.
Diese Aufgabe wird gegenständlich gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie die Verfahren nach Anspruch 19 und 21.This object is objectively achieved by a device according to
Es ist erkannt worden, dass durch eine Presspassung zweier Metallbauteile der elektrische Übergangswiderstand zwischen den Metallbauteilen verglichen mit einer Spielpassung deutlich gesenkt werden kann. Gleichzeitig können die Metallteile weiterhin durch moderaten Kraftaufwand voneinander gelöst werden.It has been recognized that a press fit between two metal components can significantly reduce the electrical contact resistance between the metal components compared to a loose fit. At the same time, the metal parts can still be detached from one another with a moderate amount of force.
Insbesondere in Kraftfahrzeugen sind heutzutage kompakte Sicherheitsvorrichtungen vonnöten, die schnell, d.h. im Millisekundenbereich, Quellen hoher elektrischer Spannung zuverlässig und dauerhaft vom restlichen Bordnetz trennen können. Es ist wichtig für die Effizienz der Energieübertragung, dass eine solche Sicherheitsvorrichtung einen geringen elektrischen Widerstand besitzt um die ohmschen Verluste gering sind.In motor vehicles in particular, compact safety devices are required today that can quickly, ie in the millisecond range, reliably and permanently isolate sources of high electrical voltage from the rest of the vehicle electrical system. It is important for the efficiency of energy transmission tion that such a safety device has a low electrical resistance so that the ohmic losses are low.
Alle nachfolgenden Beschreibungen von Formen mittels in der Geometrie üblicher Begriffe wie kugelförmig, zylindrisch, kegelförmig, etc. sind nicht im strengen mathematischen Sinn zu verstehen, sondern als Annäherungen an diese theoretischen Formen.All subsequent descriptions of shapes using terms commonly used in geometry such as spherical, cylindrical, conical, etc. are not to be understood in the strict mathematical sense, but rather as approximations to these theoretical shapes.
Gegenständlich wird vorgeschlagen, dass eine elektrische Sicherheitsvorrichtung zunächst ein Gehäuse umfasst. Das Gehäuse kann dabei geschlossen oder teilweise geschlossen sein. Es kann gerade Wände umfassen und eine rechteckige Bauart mit jeweils parallelen gegenüberliegenden Wänden und im Wesentlichen rechteckigen Gehäusequerschnitten aufweisen oder teilweise gebogene oder anderweitig von einer glatten Fläche abweichend geformte Wände umfassen. Auch ist es möglich, dass das Gehäuse zumindest einen runden Querschnitt hat, insbesondere eine zylindrische Form mit im Wesentlichen rundem oder elliptischem Querschnitt aufweist oder im Wesentlichen kugelförmig geformt ist.Objectively it is proposed that an electrical safety device initially comprises a housing. The housing can be closed or partially closed. It may comprise straight walls and be of rectangular construction with opposing walls each being parallel and substantially rectangular housing cross-sections, or comprise partially curved walls or walls otherwise shaped in a manner deviating from a flat surface. It is also possible for the housing to have at least a round cross section, in particular to have a cylindrical shape with a substantially round or elliptical cross section, or to have a substantially spherical shape.
Das Gehäuse ist vorzugsweise zumindest teilweise aus einem elektrisch nicht leitenden Material gebildet, beispielsweise aus Kunststoff, Keramik oder ähnlichen Stoffen. Durch das Gehäuse werden die spannungsführenden Elemente der Sicherheitsvorrichtung geschützt und es besteht nicht die Gefahr einer versehentlichen Kontaktierung mit einem leitenden anderen Bauteil, wodurch ein Risiko beispielsweise für die Fahrzeuginsassen entstehen könnte. Zudem werden alle sicherheitsrelevanten Prozesse vor mechanischen, anderen elektrischen oder sonstigen Einflüssen sowie vor Feuchtigkeit geschützt, sodass eine Funktionsfähigkeit über eine lange Dauer hinweg gewährleistet ist. Es ist möglich, das Gehäuse luftdicht zu halten, insbesondere alle Eingänge und eventuelle Fügenähte abzudichten, und/ oder mit einem Gas zu füllen um die Haltbarkeit der eingeschlossenen Komponenten weiter zu steigern.The housing is preferably formed at least partially from an electrically non-conductive material, for example plastic, ceramic or similar materials. The housing protects the live elements of the safety device and there is no risk of accidental contact with another conductive component, which could pose a risk to the vehicle occupants, for example. In addition, all safety-relevant processes are protected against mechanical, other electrical or other influences as well as against moisture, so that functionality is guaranteed over a long period of time. It is possible to keep the housing airtight, in particular to seal all entrances and any joints, and/or to fill it with a gas to further increase the durability of the enclosed components.
In das Gehäuse sind mindestens zwei Anschlusslaschen geführt. Auch können mehrere Paare von Anschlusslaschen in das Gehäuse geführt sein. Für die Anschlusslaschen sind in den Gehäusewänden Aussparungen vorgesehen, durch die diese eingeführt werden können. Die Anschlusslaschen können von gegenüberliegenden Seiten in das Gehäuse geführt sein oder von der gleichen Seite oder von im Wesentlichen zueinander rechtwinkligen Seiten oder von beliebigen anderen Seiten. Jede der für die Anschlusslaschen vorgesehenen Aussparungen im Gehäuse kann in zumindest einer Ausdehnungsrichtung der Aussparung größer als die Ausdehnung des Querschnitts der jeweiligen Anschlusslasche in der jeweiligen Ausdehnungsrichtung sein, oder im Wesentlichen mit den Seitenflächen der jeweiligen Anschlusslasche bündig abschließen.At least two connection lugs are routed into the housing. Several pairs of connection lugs can also be guided into the housing. Recesses are provided in the housing walls for the connection lugs, through which these can be inserted. The terminal lugs may enter the housing from opposite sides, or from the same side, or from substantially perpendicular sides, or any other side. Each of the recesses in the housing provided for the connecting lugs can be larger in at least one direction of extension of the recess than the extent of the cross section of the respective connecting lug in the respective direction of extension, or essentially end flush with the side faces of the respective connecting lug.
Auch ist es möglich, dass eine Dichtung entlang der Kante der Öffnung verläuft und die Anschlusslasche im eingeführten Zustand umfasst. Die Dichtung kann dabei aus Kunststoff, Silikon, Gummi, oder einem anderen Material gebildet sein, welches vorzugsweise nicht leitend ist. Durch die Einführung der Anschlusslaschen in das Gehäuse, insbesondere die passgenaue Einfassung der Anschlusslaschen von den Seiten der Aussparung der Gehäusewand wird gewährleistet, dass die Anschlusslaschen einen Außenteil außerhalb des Gehäuses und einen Innenteil innerhalb des Gehäuses haben.It is also possible for a seal to run along the edge of the opening and encompass the terminal lug when inserted. The seal can be made of plastic, silicone, rubber, or another material that is preferably non-conductive. The insertion of the terminal lugs into the housing, in particular the precisely fitting edging of the terminal lugs from the sides of the recess in the housing wall, ensures that the terminal lugs have an outer part outside the housing and an inner part inside the housing.
Der Innenteil ist durch das Gehäuse vor Einflüssen wie Feuchtigkeit, korrosionsfördernden Gasen, hohen Temperaturen und anderen Einflüssen geschützt und der Innenteil der Anschlusslasche kann so allein für die Funktion innerhalb des Gehäuses optimiert werden, ohne beispielsweise die Fläche von nicht isolierten Bereichen minimieren zu müssen oder eine schützende Beschichtung aufbringen zu müssen.The inner part is protected by the housing from influences such as moisture, corrosive gases, high temperatures and other influences, and the inner part of the connection lug can thus be optimized solely for its function within the housing, without having to minimize the area of non-insulated areas or a to apply a protective coating.
Der Außenteil kann beispielsweise isoliert sein und/oder anderweitig beschichtet sein und/ oder mit Anschlüssen für die Kontaktierung mit anderen Schaltungselementen ausgestattet sein.The outer part can, for example, be insulated and/or otherwise coated and/or equipped with connections for contacting other circuit elements.
Die Anschlusslaschen werden vom Gehäuse bevorzugt in einer fest definierten Position gehalten, auch bei Krafteinwirkung auf die Anschlusslaschen. Hierfür kann es vorteilhaft sein, Befestigungsmittel, insbesondere eine Zugentlastung an den Anschlusslaschen im Bereich der Durchführung ins Gehäuse vorzusehen, beispielsweise die Anschlusslaschen zu verjüngen, Aussparungen in die Anschlusslasche einzubringen, Vorsprünge in den Anschlusslaschen zu bilden oder ähnliche Vorrichtungen zur Befestigung anzubringen. Das Gehäuse kann geeignete Elemente aufweisen, um in diese Befestigungsmittel an der Anschlusslasche einzugreifen. Beispielsweise kann die Öffnung selbst in Aussparungen auf der Anschlusslasche greifen, der Öffnungsquerschnitt kann hierfür Vorsprünge aufweisen. Es können ein oder mehrere Vorsprünge und Greifelemente um die Öffnung herum angeordnet sein. Aussparungen können vorgesehen sein, in die auf den Anschlusslaschen angeordnete Elemente eingreifen können. Auch andere Befestigungsmittel können an dem Gehäuse vorgesehen sein. Durch die Fixierung der Anschlusslaschen am Gehäuse wird sichergestellt, dass bei mechanischen Einflüssen auf die Anschlusslaschen, beispielsweise bei der Montage, keine Beschädigungen der Sicherungsvorrichtung entstehen und dass bei Krafteinwirkung zur Betätigung der Sicherungsvorrichtung die Anschlusslaschen in konstanter Position gehalten werden.The connection lugs are preferably held in a firmly defined position by the housing, even when force is applied to the connection lugs. For this purpose it can be advantageous to provide fastening means, in particular a strain relief on the connection lugs in the area of the passage into the housing, for example to taper the connection lugs, to introduce recesses in the connection lug, to form projections in the connection lugs or to attach similar devices for fastening. The housing may include suitable elements to engage these fasteners on the terminal lug. For example, the opening itself can engage in recesses on the connection lug; the opening cross section can have projections for this purpose. One or more projections and gripping elements can be arranged around the opening. Recesses can be provided, into which elements arranged on the connection lugs can engage. Other fastening means can also be provided on the housing. Fixing the connection lugs on the housing ensures that in the event of mechanical influences on the connection lugs, for example during assembly, no damage to the safety device occurs and that the connection lugs are held in a constant position when force is applied to actuate the safety device.
Die Anschlusslaschen sind aus einem leitenden Material gefertigt, vorzugsweise aus einem Metallwerkstoff, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Die Leiter können mit einem zweiten Material, insbesondere einem Metallwerkstoff zumindest teilweise beschichtet sein. Die Anschlusslaschen können Flachleiter mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt sein oder Rundleiter mit einem im Wesentlichen runden Querschnitt. Die Anschlusslaschen können einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt haben oder Verjüngungen und Verbreiterungen aufweisen. Insbesondere ist es möglich, dass die Anschlusslaschen an ihren Enden im Innern des Gehäuses verbreitert sind und flächige Bereiche aufweisen.The connection lugs are made from a conductive material, preferably from a metal material, in particular from copper or a copper alloy or from aluminum or an aluminum alloy. The conductors can be at least partially coated with a second material, in particular a metal material. The connection lugs can be flat conductors with an essentially rectangular cross section or circular conductors with an essentially round cross section. The connection lugs can have a substantially constant cross-section or have narrowing and widening. In particular, it is possible for the terminal lugs to be widened at their ends inside the housing and to have flat areas.
Die Anschlusslaschen umfassen Seitenflächen, die die Grenze zwischen Leitermaterial und der Umgebung des Leiters definieren. Die Seitenflächen können flach, konkav, konvex, zylindrisch, rohrförmig, kugelförmig und/ oder anderweitig geformt sein. Die Anschlusslaschen können aus einem Vollmaterial geformt sein oder als Litzenleiter geformt sein. Die Anschlusslaschen können zumindest teilweise im Außen- und teilweise im Innenteil eine Isolationsschicht aufweisen und können am Innenteil zumindest teilweise abisoliert sein. Die Anschlusslaschen ermöglichen die Leitung von Strom in das und aus dem Gehäuse der Sicherungsvorrichtung.The terminal lugs include side surfaces that define the boundary between the conductor material and the conductor's surroundings. The side surfaces can be flat, concave, convex, cylindrical, tubular, spherical and/or otherwise shaped. The terminal lugs can be formed from a solid material or formed as stranded conductors. The connection lugs can have an insulation layer at least partially in the outer part and partially in the inner part and can be at least partially stripped of insulation on the inner part. The terminal lugs allow current to be conducted into and out of the fuse device housing.
Jeweils zwei in das Gehäuse eingeführte Abschlusslaschen sind durch einen Spalt beanstandet. Der Spalt erstreckt sich von einer oder mehrerer Seitenfläche(-n) einer ersten Anschlusslasche zu einer oder mehrerer Seitenfläche(-n) einer zweiten Anschlusslasche. Für jede Anschlusslasche lässt sich eine Spaltfläche definieren, welche eine leitende Seitenfläche ist, die an den Spalt angrenzt. Zwischen den Spaltflächen zweier Anschlusslaschen verläuft die Erstreckungsrichtung des Spaltes. Die Spaltfläche jeder Anschlusslasche kann zumindest teilweise flach geformt sein, zumindest teilweise konkav oder konvex geformt sein, und/ oder sich in mehrere abschnittsweise flache und/ oder konkave und/ oder konvexe Teilebenen aufteilen, insbesondere können Teilebenen halbrohr-, zylinder-, kugelförmig geformt sein. Zwischen den Teilebenen spannt sich ein Volumen des Spalts auf, welches durch abschnittsweise Querschnitte definiert sein kann. Der Spaltquerschnitt kann entlang zumindest einer Raumrichtung konstant sein. Es ist auch möglich, dass sich der Querschnitt entlang zumindest einer Raumrichtung verändert, insbesondere, dass sich der Querschnitt entlang einer Richtung verjüngt, insbesondere monoton fallend entlang einer Raumrichtung verringert. Vorzugsweise verringert sich hierbei im Wesentlichen der Abstand jedes Punktes der Umfangslinie des Querschnittes zum geometrischen Schwerpunkt der Fläche entlang zumindest einer Raumrichtung. Der Querschnitt kann auch entlang zumindest einer Raumrichtung abschnittsweise konstant sein und sich abschnittweise in seiner Fläche verringern.Every two end tabs inserted into the housing are faulty due to a gap. The gap extends from one or more side surfaces of a first terminal strip to one or more side surfaces of a second terminal strip. For each terminal lug, a gap surface can be defined, which is a conductive side surface adjacent to the gap. The direction of extent of the gap runs between the gap faces of two connection lugs. The gap surface of each connection lug can be at least partially flat in shape, at least partially concave or convex in shape, and/or be divided into several partial planes that are flat in sections and/or concave and/or convex; in particular, partial planes can be semi-tubular, cylindrical or spherical in shape . A volume of the gap spans between the partial planes, which can be defined by cross sections in sections. The gap cross section can be constant along at least one spatial direction. It is also possible for the cross section to change along at least one spatial direction, in particular for the cross section to taper along one direction, in particular to decrease monotonously along one spatial direction. In this case, the distance between each point of the peripheral line of the cross section and the geometric center of gravity of the surface preferably decreases essentially along at least one spatial direction. The cross section can also be constant in sections along at least one spatial direction and decrease in area in sections.
Der Spalt kann sich zwischen den zwei Stirnflächen jeweils am Ende einer von zwei Anschlusslaschen oder zwischen Längsflächen (entlang der in Längsrichtung verlaufender Oberflächen der Anschlusslasche) jeweils einer Anschlusslasche oder zwischen einer Längsfläche einer ersten Anschlusslasche und einer Stirnfläche einer zweiten Anschlusslasche aufspannen.The gap can span between the two end faces at the end of one of two connecting lugs or between longitudinal faces (along the surfaces of the connecting lug running in the longitudinal direction) of a respective connecting lug or between a longitudinal face of a first connecting lug and an end face of a second connecting lug.
Durch den Spalt wird eine elektrische Isolation der beiden Anschlusslaschen sichergestellt. Solange der Spalt lediglich das das Gehäuse ausfüllende Gas enthält, kann kein Strom zwischen den beiden Anschlusslaschen fließen. Die Breite des Spalts, das im Gehäuse befindliche Gas sowie weitere Faktoren wie die Temperatur bestimmen die Durchschlagspannung, ab der ein Lichtbogen und damit eine elektrische Verbindung entsteht. Größere Spaltbreiten führen zu einer höheren Spannungsfestigkeit der Sicherheitsvorrichtung. Im Falle eines entlang einer Raumrichtung konstanten Querschnitts können die Anschlusslaschen als Führung für ein im Spalt befindliches Element in dieser Raumrichtung fungieren, ein sich verjüngender Spalt erleichtert die Bewegung eines Elements im Spalt in einer Vorzugsrichtung und ermöglicht eine Trennung des Verbindungselements nach kurzem Weg.The gap ensures electrical insulation of the two connection lugs. As long as the gap only contains the gas that fills the housing, no current can flow between the two connection lugs. The width of the gap, the gas in the housing and other factors such as temperature determine the breakdown voltage above which an arc and thus an electrical connection is created. Larger gap widths lead to a higher dielectric strength of the safety device. In the case of a constant cross-section along a spatial direction, the connection lugs can act as a guide for an element located in the gap in this spatial direction. A tapering gap facilitates the movement of an element in the gap in a preferred direction and enables the connecting element to be separated after a short distance.
Darüber hinaus weist die Sicherungsvorrichtung ein Verbindungsstück auf. Das Verbindungsstück ist zumindest teilweise aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt, vorzugsweise aus einem Metallwerkstoff, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Das Verbindungsstück kann einen zumindest teilweise rechteckigen Querschnitt und/ oder einen runden oder elliptischen Querschnitt oder einen anderweitig geformten Querschnitt haben.In addition, the safety device has a connecting piece. The connecting piece is made at least partially from an electrically conductive material, preferably from a metal material, in particular from copper or a copper alloy or from aluminum or an aluminum alloy. The connecting piece can have an at least partially rectangular cross-section and/or a round or elliptical cross-section or a cross-section shaped in some other way.
Das Verbindungsstück umfasst vorzugsweise zwei zumindest teilweise und/ oder abschnittsweise flache Seitenflächen, insbesondere zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten des Verbindungsstücks angeordnete und/oder zueinander parallele, flache Seitenflächen. Auch können eine, zwei oder mehrere Seitenflächen konkav oder konvex gebogen sein. Vorzugsweise hat das Verbindungsstück entlang mindestens einer Achse einen konstanten Querschnitt. In einer alternativen Ausführungsform hat das Verbindungsstück eine entlang mindestens einer Raumrichtung monoton fallende Querschnittsfläche. Insbesondere kann sich die Distanz zwischen jedem Punkt der Kontur des Querschnitts und dem geometrischen Schwerpunkt des Querschnitts monoton entlang einer Raumrichtung verringern. Die Querschnittsfläche kann auch abschnittsweise konstant sein und sich abschnittsweise verringern.The connecting piece preferably comprises two at least partially and/or in sections flat side surfaces, in particular two flat side surfaces which are arranged on opposite sides of the connecting piece and/or are parallel to one another. One, two or more side faces can also be curved in a concave or convex manner. Preferably, the connector has a constant cross-section along at least one axis. In an alternative version The connecting piece has a cross-sectional area that falls monotonically along at least one spatial direction. In particular, the distance between each point of the contour of the cross section and the geometric centroid of the cross section can decrease monotonically along one spatial direction. The cross-sectional area can also be constant in sections and decrease in sections.
Das Verbindungsstück ist im eingebauten Zustand, der sogenannten geschlossen Position, im Spalt zwischen den beiden Anschlusslaschen angeordnet und steht an seinen Kontaktflächen in mechanischem Kontakt mit den Anschlusslaschen. Das Verbindungsstück passt also vorzugsweise im Wesentlichen spielfrei in den Spalt. Vor Einpassung in den Spalt kann es größer als der Spalt sein. Vorzugsweise sind die Kontaktflächen zumindest teilweise im Bereich der Spaltflächen der Anschlusslaschen angeordnet. Das Verbindungsstück stellt den elektrischen Kontakt zwischen den beiden Anschlusslaschen her. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn die Kontaktflächen möglichst groß sind, um den Kontaktwiderstand zu reduzieren. Gegenüber einem einzigen, durchgängigen Leiter anstelle von zwei Anschlusslaschen und einem Verbindungsstück hat die gegenständliche Lösung den Vorteil, dass das Verbindungsstück mit einer geringeren Kraft aus dem Spalt herauslösbar ist, verglichen mit einer für das Durchbrechen einer Anschlusslasche benötigten Kraft.In the installed state, the so-called closed position, the connecting piece is arranged in the gap between the two connecting lugs and is in mechanical contact with the connecting lugs at its contact surfaces. The connecting piece therefore preferably fits into the gap essentially without play. Before fitting into the gap, it may be larger than the gap. The contact surfaces are preferably arranged at least partially in the area of the gap surfaces of the connection lugs. The connecting piece establishes the electrical contact between the two connection lugs. For this it is advantageous if the contact areas are as large as possible in order to reduce the contact resistance. Compared to a single, continuous conductor instead of two terminal lugs and a connecting piece, the present solution has the advantage that the connecting piece can be detached from the gap with less force than the force required to break through a terminal lug.
In dem Gehäuse der Sicherungsvorrichtung ist ein Antrieb vorgesehen. Dieser kann einen elektrisch oder anderweitig betriebenen Motor, eine Pneumatik, Hydraulik, einen piezoelektrischen, gasbetriebenen, oder pyrotechnischen Antrieb, beispielsweise eine Zündpille umfassen.A drive is provided in the housing of the safety device. This can include an electrically or otherwise operated motor, pneumatic, hydraulic, piezoelectric, gas-operated, or pyrotechnic drive, for example a squib.
Der Antrieb kann in einer Aussparung des Gehäuses angeordnet sein und/ oder an der Innenwand des Gehäuses befestigt, beispielsweise geklebt, geschraubt, genietet, mit Schnappelementen oder anderweitig befestigt sein.The drive can be arranged in a recess in the housing and/or fastened to the inner wall of the housing, for example glued, screwed, riveted, fastened with snap-on elements or in some other way.
Der Antrieb ist dafür eingerichtet, bei Auslösung eine Kraft auf zumindest das Verbindungsstück auszuüben und dieses aus der geschlossen Position, in der es die Anschlusslaschen elektrisch verbindet, herauszulösen und in eine offen Position zu bewegen, in der die Anschlusslaschen nicht mehr elektrisch miteinander verbunden sind.The actuator is adapted to apply a force to at least the connector upon activation and to move the connector from the closed position, in which it electrically connects the terminal lugs, to an open position, in which the terminal lugs are no longer electrically connected to one another.
Das Verbindungsstück kann in der offen Position von einer oder beiden Anschlusslaschen elektrisch getrennt sein. Die Anschlusslaschen verbleiben im Wesentlichen in ihrer Position und werden durch den Betrieb des Antriebs im Wesentlichen nicht bewegt. Auch ist es möglich, dass die Anschlusslaschen durch den Antrieb bewegt und/ oder verbogen und/oder gebrochen werden.The connector may be electrically isolated from one or both of the terminal lugs in the open position. The connection lugs essentially remain in their position and are essentially not moved by the operation of the drive. It is also possible for the connection lugs to be moved and/or bent and/or broken by the drive.
Für das Verbindungsstück kann ein Freiraum im Gehäuse vorgesehen sein, in den es von dem Antrieb hineinbewegt werden kann. Durch Dimensionierung des Freiraums kann die Bewegungsfreiheit des Verbindungsstücks im Freiraum, also in der sogenannten offen Position, eingeschränkt werden. Insbesondere kann die Höhe in Bewegungsrichtung des Antriebs nur wenig größer als die Höhe des Verbindungsstücks sein und/ oder die Breite des Freiraums nur wenig größer als die Breite des Verbindungsstücks.A free space can be provided in the housing for the connecting piece, into which it can be moved by the drive. By dimensioning the free space, the freedom of movement of the connecting piece in the free space, ie in the so-called open position, can be restricted. In particular, the height in the direction of movement of the drive can be only slightly greater than the height of the connecting piece and/or the width of the free space can only be slightly greater than the width of the connecting piece.
Der Antrieb ermöglicht die kontrollierte Trennung der Verbindung zwischen Verbindungsstück und Anschlusslaschen durch Herauslösung des Verbindungsstückes aus dem Spalt zwischen den beiden Anschlusslaschen. Durch ihn kann die Sicherungsvorrichtung durch ein Steuersignal ausgelöst werden und sicher, innerhalb des Gehäuses, seine Trennwirkung entfalten.The drive enables controlled separation of the connection between the connecting piece and the connecting lugs by releasing the connecting piece from the gap between the two connecting lugs. With it, the safety device can be triggered by a control signal and safely develop its separating effect inside the housing.
Als Antrieb kann insbesondere ein pyrotechnisches Element, beispielsweise eine Zündpille, zum Einsatz kommen. Diese Art des Antriebs kann besonders kurzfristig eine hohe Kraftwirkung entwickeln und ist kostengünstig. Sie ermöglicht eine einmalige Betätigung der Sicherheitsvorrichtung und ist somit gut geeignet für eine einmalige, irreversible Trennung.In particular, a pyrotechnic element, for example a squib, can be used as the drive. This type of drive can develop a high level of force, particularly in the short term, and is inexpensive. It allows the safety device to be actuated once and is therefore well suited for a one-time, irreversible disconnection.
Wäre das Verbindungsstück nur lose zwischen den Anschlusslaschen in Spielpassung eingesetzt, wäre zwar ein elektrischer Kontakt gegeben. Aber die Überganswiderstände zwischen Anschlusslaschen und Verbindungsstück wären groß und die Verbindung wäre anfällig gegenüber mechanischen Einflüssen. Es wird deshalb vorgeschlagen, dass das Verbindungsstück in Presspassung zwischen den beiden Anschlusslaschen verpresst ist. Das Verbindungsstück ist dafür vor der Verpressung in Erstreckungsrichtung des Spalts gleichgroß oder größer als der von den beiden Anschlusslaschen eingeschlossene Spalt. Für die Pressung können hydraulische, pneumatische, hydrostatische, motorbetriebene oder andere Pressen mit hohen Pressdrücken zum Einsatz kommen. Auf diese Art wird sichergestellt, dass eine großflächige Kontaktierung der leitenden Oberflächen von Verbindungsstück und der jeweiligen Anschlusslasche erzielt wird. Der Vorteil einer solchen Verpressung gegenüber einer losen Spielpassung, bei der das Verbindungsstück nur zwischen den Anschlusslaschen eingesetzt ist, ist der, dass zum einen ein geringer Kontaktwiderstand erreicht wird, zum anderen aber die mechanische Verbindung anders als beispielsweise bei einer Verschweißung, wieder zerstörungsfrei lösbar ist.If the connecting piece were only inserted loosely between the connecting lugs with a loose fit, there would be an electrical contact. But the transition resistances between the terminal lugs and the connecting piece would be high and the connection would be susceptible to mechanical influences. It is therefore proposed that the connecting piece is pressed with a press fit between the two connection lugs. For this purpose, the connecting piece is the same size or larger than the gap enclosed by the two connection lugs in the direction of extent of the gap before pressing. Hydraulic, pneumatic, hydrostatic, motor-driven or other presses with high pressing pressures can be used for pressing. In this way it is ensured that a large-area contacting of the conductive surfaces of the connecting piece and the respective connecting lug is achieved. The advantage of such a compression compared to a loose clearance fit, in which the connecting piece is only inserted between the connection lugs, is that on the one hand a low contact resistance is achieved, on the other hand the mechanical connection can be detached again non-destructively, unlike with welding, for example .
Ein weiterer Vorteil der Presspassung liegt darin, dass nachdem das Verbindungsstück aus dem Spalt bewegt wird, sich dieses elastisch verformt und insbesondere in der Raumrichtung, in der sich der Spalt erstreckt, wieder ausdehnt. Durch das Entfallen der Anpresskraft der Kontaktflächen auf das Verbindungsstück kann sich dieses elastisch verformen, insbesondere ausdehnen. Diese Ausdehnung führt dazu, dass das Verbindungsstück nicht mehr zurück in den Spalt rutschen kann, wenn die Antriebskraft entfällt und das Verbindungsstück zurückfedert. Dadurch wird eine Rekontaktierung nach dem Auslösen der Sicherungsvorrichtung verhindert.A further advantage of the press fit is that after the connecting piece is moved out of the gap, it deforms elastically and, in particular, expands again in the spatial direction in which the gap extends. By eliminating the contact pressure force of the contact surfaces on the connecting piece, the latter can deform elastically, in particular expand. This expansion means that the connector cannot slip back into the gap when the driving force is removed and the connector springs back. This prevents recontacting after the safety device has been triggered.
Durch die so ermöglichte zerstörungsfreie, lösbare niedrigohmige Verbindung zwischen Verbindungsstück und Anschlusslasche kann der Antrieb das Verbindungsstück aus dem Spalt zwischen beiden Anschlusslaschen herauslösen. Da geringere Kräfte als beispielsweise bei einem Durchbruch einer Leitung vonnöten sind, kann der Antrieb verhältnismäßig klein dimensioniert werden und die Sicherungsvorrichtung bleibt leicht und kostengünstig. Das Verbindungsstück gleitet in einen Hohlraum des Gehäuses und verbleibt dort. Das Gehäuse schützt dabei die Umgebung vor der mechanischen Kraft des Antriebs sowie vor eventuell losgelösten Bruchstücken, Flitter und/ oder Abfallprodukten, die durch Betrieb des Antriebs und das Lösen des Verbindungsstücks von den Anschlusslaschen entstehen. Das Gehäuse stellt des weiteren sicher, dass der Antrieb seine mechanische Kraft auf das Verbindungsstück übertragen kann und die Anschlusslaschen währenddessen relativ zum Antrieb im Wesentlichen unbewegt bleiben, insbesondere kann dies durch die Befestigungsmittel sichergestellt werden, die die Anschlusslaschen mit der Gehäusewand verbinden.The non-destructive, detachable, low-impedance connection between the connecting piece and the connecting lug made possible by this means that the drive can detach the connecting piece from the gap between the two connecting lugs. Since lower forces are required than, for example, when a line breaks through, the drive can be dimensioned relatively small and the safety device remains light and inexpensive. The connector slides into a cavity of the housing and remains there. The housing protects the environment from the mechanical force of the drive and from any loose fragments, tinsel and/or waste products that arise from operating the drive and detaching the connector from the connection lugs. The housing also ensures that the drive can transmit its mechanical force to the connecting piece and that the connecting lugs remain essentially unmoved relative to the drive during this process. This can be ensured in particular by the fastening means that connect the connecting lugs to the housing wall.
Die beiden Stirnflächen der beiden Anschlusslaschen können flach sein und parallel zueinander ausgerichtet sein, auch können die Stirnflächen konkav oder konvex gewölbt sein, und/ oder gezackt, vorzugsweise derart, dass die von den Flächen eingeschlossene Querschnittsfläche des Spaltes entlang einer Raumrichtung im Wesentlichen konstant ist und/ oder sich zumindest abschnittsweise entlang einer Raumrichtung monoton verjüngt. Auch kann das Verbindungsstück im Wesentlichen zumindest abschnittsweise halbkugelförmig und/ oder zylinderförmig und/ oder kegelförmig sein. Durch einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt können die Anschlusslaschen als Führung für das Verbindungsstück fungieren. Dieses kann durch den Antrieb bewegt entlang der Spaltflächen der Anschlusslaschen gleiten bis es den Spalt vollständig verlassen hat. Insbesondere kann eine konkave Form der Spaltflächen der Anschlusslaschen und eine konvexe Form der Verbindungsstückflächen helfen, das Verbindungsstück entlang einer fest vorgegebenen geraden Trajektorie zu bewegen. Eine Verjüngung von Spalt und Verbindungsstück kann die Trennung beschleunigen, da eine geringere Verschiebungsdistanz des Verbindungsstückes für eine Trennung von den Anschlusslaschen ausreicht verglichen mit einem konstanten Querschnitt, bei dem die gesamte Höhe des Verbindungsstückes in Bewegungsrichtung überwunden werden muss. Auch wird durch eine Verjüngung eine Vorzugsrichtung der Verschiebung vorgegeben und es müssen keine Reibwiderstände über größere Schiebedistanzen überwunden werden. Durch eine halbkugelförmige und/ oder runde Form des Verbindungsstücks kann die Trennung auch bei Verdrehung des Verbindungsstückes sichergestellt werden.The two end faces of the two connection lugs can be flat and aligned parallel to one another; the end faces can also be concave or convex and/or jagged, preferably in such a way that the cross-sectional area of the gap enclosed by the faces is essentially constant along one spatial direction and / or tapers monotonically at least in sections along a spatial direction. The connecting piece can also be essentially hemispherical and/or cylindrical and/or conical, at least in sections. Due to an essentially constant cross-section, the connection lugs can function as a guide for the connecting piece. Moved by the drive, this can slide along the gap surfaces of the connection lugs until it has completely left the gap. In particular, a concave shape of the gap faces of the terminal lugs and a convex shape of the connector faces can help to move the connector along a fixed straight trajectory. A narrowing of the gap and connector can speed up separation since a smaller displacement distance of the connector is sufficient for separation from the terminal lugs compared to a constant cross-section where the entire height of the connector has to be overcome in the direction of movement. A preferred direction of displacement is also specified by a taper and no frictional resistances have to be overcome over larger displacement distances. A hemispherical and/or round shape of the connecting piece means that separation can also be ensured when the connecting piece is twisted.
Gemäß einem Ausführungsbespiel umfasst zumindest eine Anschlusslasche eine Stirnfläche. Auch können mehrere Anschlusslaschen Stirnflächen umfassen. Die Stirnflächen zweier Anschlusslaschen können im Gehäuse aufeinander zuweisen. Zwischen zwei aufeinander zuweisenden Stirnflächen kann in einem Ausführungsbeispiel das Verbindungsstück vorzugsweise passgenau angeordnet sein.According to an exemplary embodiment, at least one connection lug comprises an end face. Several connection lugs can also include end faces. The end faces of two connection lugs can face each other in the housing. In one exemplary embodiment, the connecting piece can preferably be arranged with a precise fit between two end faces facing one another.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst zumindest eine Anschlusslasche eine Längsfläche, die seitlich entlang der Längsrichtung der Anschlusslasche verläuft. Auch können mehrere Anschlusslaschen Längsflächen aufweisen. Die Längsflächen können Spaltflächen sein, sodass sich der Spalt zwischen den Längsflächen aufspannt. Das Verbindungsstück kann in Presspassung zwischen den Längsflächen angeordnet sein. Insbesondere kann die Kontaktfläche eine breite Längsfläche sein. Durch Kontaktierung des Verbindungsstücks mit den Längsflächen kann die Kontaktfläche groß sein und der elektrische Kontaktwiderstand damit geringer. Insbesondere kann die Kontaktfläche größer sein als die Querschnittsfläche des Leiters.According to one embodiment, at least one terminal lug includes a longitudinal surface that runs laterally along the longitudinal direction of the terminal lug. Several connection lugs can also have longitudinal surfaces. The longitudinal surfaces can be gap surfaces, so that the gap spans between the longitudinal surfaces. The connecting piece can be arranged with an interference fit between the longitudinal faces. In particular, the contact surface can be a wide longitudinal surface. By contacting the connecting piece with the longitudinal surfaces, the contact surface can be large and the electrical contact resistance therefore lower. In particular, the contact area can be larger than the cross-sectional area of the conductor.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weicht die Oberfläche der Kontaktfläche von einer glatten Flächenstruktur ab und weist eine abgeschrägte, gewölbte oder treppenförmige Oberfläche auf oder eine abschnittsweise Kombination dieser verschiedenen Beschaffenheiten. Gegenüber einer flachen Kontaktfläche des Leiters wird so die Kontaktfläche vergrößert.According to one embodiment, the surface of the contact surface deviates from a smooth surface structure and has a beveled, curved or stepped surface or a combination of these different textures in sections. The contact surface is thus enlarged compared to a flat contact surface of the conductor.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können das Verbindungsstück und/oder die Anschlusslaschen zumindest teilweise beschichtet sein. Insbesondere können die Elemente im Bereich die Kontaktfläche zwischen Verbindungsstück und Anschlusslasche beschichtet sein. Die Beschichtung ist vorzugsweise aus einem leitenden Material gebildet, vorzugsweise einem Metallwerkstoff, der sich vorzugsweise vom sonstigen Werkstoff des Verbindungsstücks und/ oder der Anschlusslasche unterscheidet. Ein mögliches Beschichtungsmaterial ist Zinn und/oder Nickel, alternativ können Aluminium, Kupfer oder andere Werkstoffe zum Einsatz kommen. Durch die Beschichtung wird eine Veränderung der Oberflächeneigenschaften erzielt, die die Verbindung zwischen Anschlusslasche und Verbindungsstück begünstigen kann.According to an exemplary embodiment, the connecting piece and/or the connection lugs can be at least partially coated. In particular, the elements can be coated in the area of the contact surface between the connecting piece and the connecting lug. The coating is preferably formed from a conductive material, preferably a metal material that preferably differs from the other material of the connecting piece and/or the connection lug. A possible coating material is tin and/or nickel, alternatively aluminum, copper or other materials can be used. The coating changes the surface properties, which can improve the connection between the connection lug and the connecting piece.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das Material der Beschichtung eine geringere Materialhärte aufweist, beispielsweise eine geringere Härte nach Rockwell, als der Hauptbestandteil der Anschlusslaschen und des Verbindungsstückes. Dadurch können sich die Oberflächen von Verbindungsstück und/ oder Anschlusslasche bei der Verpressung plastisch verformen, Unebenheiten werden ausgeglichen und es kann eine Verzahnung der Oberflächen erreicht werden. Insgesamt wird so eine großflächiger Kontaktierung begünstigt. Dadurch, dass das übrige Material der Anschlusslaschen und des Verbindungsstückes eine höhere Härte und damit geringere Verformbarkeit aufweist, können die Pressdrücke ohne größere plastische Verformungen übertragen werden und es entsteht eine nur lokale plastische Verformung im Bereich der Kontaktflächen, die für die Minimierung des elektrischen Widerstands vorteilhaft ist.In particular, it is advantageous if the material of the coating has a lower material hardness, for example a lower Rockwell hardness, than the main component of the connecting lugs and the connecting piece. As a result, the surfaces of the connecting piece and/or connection lug can deform plastically during the pressing, unevenness is leveled out and the surfaces can be interlocked. Overall, this favors contacting over a large area. Because the rest of the material of the terminal lugs and the connecting piece is harder and therefore less deformable, the pressing pressures can be transferred without major plastic deformation and there is only local plastic deformation in the area of the contact surfaces, which is advantageous for minimizing the electrical resistance is.
Nach einem Ausführungsbeispiel der gegenständlichen Lösung ist das Verbindungsstück und/ oder zumindest eine der Anschlusslaschen aus einem Metallwerkstoff geformt, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Ein Metallwerkstoff kann den Drücken der Pressung standhalten und bietet gleichzeitig eine hohe Leitfähigkeit.According to an exemplary embodiment of the present solution, the connecting piece and/or at least one of the connection lugs is formed from a metal material, in particular from copper or a copper alloy or from aluminum or an aluminum alloy. A metal material can withstand the pressures of compression while offering high conductivity.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zumindest eine der Anschlusslaschen aus einem elektrisch leitenden Flachteil, insbesondere einem Blech oder Band geformt. Wenn nachfolgend die Rede von Blech ist, ist damit stets ein oder mehrere elektrisch leitende Flachelement umfasst. Die Anschlusslasche kann ein einziges, gegebenenfalls umgeformtes Flachteil umfassen oder mehrere Flachteile. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Kontaktfläche und/oder Spaltfläche der Anschlusslasche eine Längsfläche des Flachteils ist, insbesondere eine breite Längsfläche. Hierzu kann das Flachteil der Anschlusslasche nach Einführung in das Gehäuse gebogen werden, falls die Anschlusslaschen von gegenüberliegenden Seiten in das Gehäuse eingeführt werden. Es ist des Weiteren vorteilhaft, wenn die Anschlusslaschen in Kontakt mit der Gehäusewand stehen um bei eventuell auf sie wirkenden Kräften vom Gehäuse gestützt zu werden. Durch die Kontaktierung der großflächigen Längsflächen kann der Kontaktwiderstand gering gehalten werden.According to one exemplary embodiment, at least one of the connection lugs is formed from an electrically conductive flat part, in particular a metal sheet or strip. When sheet metal is mentioned below, this always includes one or more electrically conductive flat elements. The connection lug can comprise a single flat part, possibly reshaped, or several flat parts. In particular, it can be advantageous if the contact surface and/or gap surface of the connection lug is a longitudinal surface of the flat part, in particular a wide longitudinal surface. For this purpose, the flat part of the connecting lug can be bent after insertion into the housing if the connecting lugs are inserted into the housing from opposite sides. Furthermore, it is advantageous if the connecting lugs are in contact with the housing wall in order to be supported by the housing in the event of any forces acting on them. The contact resistance can be kept low as a result of the contacting of the large-area longitudinal surfaces.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsstück zumindest teilweise aus Flachteil geformt. Es kann ein einziges Flachteil, das gegebenenfalls zu einer komplexeren Form umgeformt ist, zum Einsatz kommen oder mehrere verbundene Flachteile. Beispielsweise kann das Verbindungsstück im Bereich zumindest einer Kontaktfläche einen großflächigen Bereich zur Kontaktierung der jeweiligen Anschlusslasche aufweisen. Die Bereiche der Kontaktflächen können über ein weiteres Flachteil elektrisch und/ oder mechanisch verbunden sein. Beispielsweise kann das Verbindungsstück drei zu einem H-Element zusammengesetzte Flachteile umfassen. Auch ist es möglich, Flachteile mit einem oder mehreren Elementen aus Vollmaterial zu kombinieren. Die Elemente des Verbindungsstücks können dabei bevorzugt aus einem Metallwerkstoff, insbesondere Kupfer oder einer Kupferlegierung oder Aluminium und einer Aluminiumlegierung bestehen. Durch die Verwendung von Flachteilen können die Menge an verwendetem leitfähigem Material und damit das Gewicht und die Kosten verringert werden. Gleichzeitig kann die Kontaktfläche groß und damit der elektrische Übergangswiderstand zwischen Anschlusslasche und Verbindungsstück klein gehalten werden.According to one embodiment, the connecting piece is at least partially formed from a flat part. A single sheet, optionally formed into a more complex shape, may be used, or multiple joined sheets. For example, in the area of at least one contact surface, the connecting piece can have a large-area area for contacting the respective terminal lug. The areas of the contact surfaces can be connected electrically and/or mechanically via a further flat part. For example, the connecting piece can comprise three flat parts assembled to form an H-element. It is also possible to combine flat parts with one or more elements made of solid material. The elements of the connecting piece can preferably consist of a metal material, in particular copper or a copper alloy or aluminum and an aluminum alloy. The use of flat parts can reduce the amount of conductive material used and therefore weight and cost. At the same time, the contact area can be kept large and the electrical contact resistance between the terminal lug and the connector small.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verbindungsstück ein Flachteil oder ein teilweise als Flachteil gebildetes Kontaktelement als erstes Element und ein zweites Stützelement umfassen. Das Stützelement kann dabei bevorzugt aus einem nicht leitenden Material bestehen, etwa aus Kunststoff, Gummi, Kunstharz, oder anderen Materialen. Das Stützelement kann auch ein leitendes Material umfassen. Das Stützelement kann in mechanischem Kontakt mit zumindest einer der Anschlusslaschen stehen. Es ist aber auch möglich, dass das Stützelement die Anschlusslaschen nicht berührt. Das Kontaktelement kann das Stützelement an zumindest drei Seiten umgreifen.According to an exemplary embodiment, the connecting piece can comprise a flat part or a contact element partially formed as a flat part as the first element and a second support element. The support element can preferably consist of a non-conductive material, such as plastic, rubber, synthetic resin, or other materials. The support member may also include a conductive material. The support member may be in mechanical contact with at least one of the terminal lugs. However, it is also possible for the support element not to touch the connection lugs. The contact element can encompass the support element on at least three sides.
Das Kontaktelement steht in der geschlossen Position mit beiden Anschlusslaschen in mechanischem und elektrischem Kontakt. Es verbindet die beiden Anschlusslaschen elektrisch. Das Stützelement stellt die mechanische Verbindung zwischen Verbindungsstück und Anschlusslaschen im Bereich der Kontaktflächen sicher und nimmt zumindest teilweise die Kraft der Verpressung auf. Beispielsweise kann das Kontaktelement zwei Flachteile im Bereich der Kontaktflächen der Anschlusslaschen umfassen und einen Leiter, der die beiden Flachteile verbindet. Zwischen beiden den Flachteilen des Kontaktelements kann sich das Stützelement befinden. Auch kann das Kontaktelement aus einem einzigen Flachteil beispielsweise U-förmig oder topfförmig um das Stützelement herum geformt sein. Es ist des Weiteren möglich, dass das Stützelement mehrere, möglicherweise nicht miteinander verbundene Freiräume innerhalb eines aus mehreren Flachteilen geformten Kontaktelements ausfüllt, beispielsweise Freiräume eines H-förmigen Blechverbunds des Kontaktelements.In the closed position, the contact element is in mechanical and electrical contact with both terminal lugs. It electrically connects the two terminal lugs. The support element ensures the mechanical connection between the connecting piece and the connection lugs in the area of the contact surfaces and at least partially absorbs the force of the pressing. For example, the contact element can include two flat parts in the area of the contact surfaces of the connection lugs and a conductor that connects the two flat parts. The support element can be located between the two flat parts of the contact element. The contact element can also consist of a single flat part, for example in a U-shape or cup-shaped around the support element be formed around. It is also possible for the support element to fill up a plurality of free spaces that may not be connected to one another within a contact element formed from a plurality of flat parts, for example free spaces in an H-shaped sheet metal composite of the contact element.
Sowohl das Kontaktelement als auch das Stützelement werden gemeinsam als ein zusammenhängendes Verbindungsstück zwischen den Anschlusslaschen verpresst. Die Verwendung eines Stützelements im Verbindungsstück ermöglicht die zumindest teilweise Aufnahme der vom beim Verpressen auf das Verbindungsstück wirkenden Drücke durch das Stützelement. Auf diese Weise kann weniger Metall als bei einem Verbindungsstück aus Vollmaterial verwendet werden, welches dank des Stützelements weniger bis keine mechanische Stützfunktion mehr erfüllt, und die Herstellung der Sicherungsvorrichtung wird günstiger.Both the contact element and the support element are pressed together as a cohesive connecting piece between the connection lugs. The use of a support element in the connection piece enables the pressures acting on the connection piece during pressing to be at least partially absorbed by the support element. In this way, less metal can be used than in the case of a connecting piece made from solid material, which, thanks to the supporting element, no longer fulfills any mechanical supporting function, and the production of the safety device becomes cheaper.
Durch die Presspassung ist das Verbindungsstück vor dem Verpressen zwischen den Anschlusslaschen in Erstreckungsrichtung des Spaltes länger als nach dem Verpressen. Durch die Elastizität der Materialien des Verbindungselements, entweder des Vollmaterials, des Flachteil, des Materials des Stützelements und/oder eventueller anderer Komponenten des Verbindungsstücks, vergrößert sich das Verbindungsstück nach dem Herauslösen durch den Antrieb. In der offen Position passt das Verbindungsstück somit nicht in den Spalt zwischen den Anschlusslaschen.Due to the press fit, the connection piece is longer before the pressing between the connection lugs in the direction of extent of the gap than after the pressing. Due to the elasticity of the materials of the connecting element, either the solid material, the flat part, the material of the support element and/or any other components of the connecting piece, the connecting piece increases in size after being released by the drive. Thus, in the open position, the connector will not fit into the gap between the terminal lugs.
Es wurde erkannt, dass diese elastische Ausdehnung des Materials dazu genutzt werden kann, eine irreversible, dauerhafte Trennung von Anschlusslaschen und Verbindungsstück zu erreichen.It was recognized that this elastic expansion of the material can be used to achieve an irreversible, permanent separation of the terminal lugs and the connecting piece.
Um diese Möglichkeit zu nutzen, wird gegenständlich vorgeschlagen, dass auf der vom Antrieb abgewandten Seite, in die das Verbindungsstück beim Herauslösen aus dem Spalt durch den Antrieb bewegt wird, Isolatoren an mindestens einer Anschlusslasche angeordnet sind. Diese Isolatoren können Teil der Isolationsbeschichtung der Anschlusslasche sein und/ oder als Vorsprünge Teile des Gehäuses sein. Der jeweilige Isolator kann zumindest teilweise bündig mit der Spaltfläche der jeweiligen Anschlusslasche abschließen und/ oder die Spaltfläche zur Spaltmitte hin zumindest teilweise überragen. Der oder die Isolatoren stellen in Verbindung mit der Ausdehnung des Verbindungsstücks nach Herauslösen aus der geschlossen Position und Bewegen in die offen Position sicher, dass das Verbindungsstück nicht zurück in Kontakt mit beiden Anschlusslaschen kommen kann.In order to make use of this possibility, it is proposed in the present case that insulators are arranged on at least one connection lug on the side facing away from the drive, into which the connecting piece is moved by the drive when it is released from the gap. These insulators can be part of the insulating coating of the connection lug and/or can be parts of the housing as projections. The respective insulator can at least partially terminate flush with the gap surface of the respective connection lug and/or at least partially protrude beyond the gap surface towards the middle of the gap. The insulator or insulators, in conjunction with the expansion of the connector after detaching from the closed position and moving to the open position, ensure that the connector cannot come back into contact with either terminal lug.
Vorzugsweise ist der Isolator aus einem elastischen nicht leitenden Material gefertigt, beispielsweise aus Silikon, Gummi, Kunststoff, oder einem oder mehreren anderen Materialien. Der Isolator kann einen rechteckigen, runden, oder anderen Querschnitt haben und/ oder zum Spalt hin abgeschrägt sein um den mechanischen Widerstand beim Vorbeiführen des Verbindungselements zu verringern. Auch ist es möglich, dass die Isolatoren Schnappelemente sind, die durch einen Klappmechanismus durch das Verbindungsstück ausgelenkt werden können und nach Passieren des Verbindungsstücks wieder in ihre ursprüngliche Position zurückschnappen um so ein Zurückrutschen des Verbindungsstückes zu verhindern.Preferably, the insulator is made of an elastic, non-conductive material, such as silicone, rubber, plastic, or one or more other materials. The insulator can have a rectangular, round or other cross-section and/or be bevelled towards the gap in order to reduce the mechanical resistance when the connecting element is passed. It is also possible for the insulators to be snap-action elements, which can be deflected by the connecting piece by a folding mechanism and, after passing the connecting piece, snap back into their original position in order to prevent the connecting piece from slipping back.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind Führungen vorgesehen, entlang derer sich das Verbindungsstück bewegen kann. Die Führungen können das Verbindungsstück durchdringen und/ oder am Gehäuse und/ oder an den Anschlusslaschen vorgesehen sein. Die Führung kann in Antriebsrichtung verlaufende Schienen, Rohre, Seile oder ähnliche Vorrichtungen umfassen und ist vorzugsweise aus einem nicht leitenden Material gefertigt. Die Führungselemente, insbesondere Schienen, können an der Gehäuseinnenwand angeordnet sein. Durch die Führung wird die Bewegungsfreiheit des Verbindungsstücks eingeschränkt, das sich somit im Wesentlichen entlang einer geraden Linie bewegen kann. Es kann so verhindert werden, dass sich das Verbindungsstück insbesondere in der offen Position an die Anschlusslaschen annähert.According to one embodiment, guides are provided along which the connector can move. The guides can penetrate the connecting piece and/or be provided on the housing and/or on the connection lugs. The guide may comprise rails, pipes, cables or similar devices running in the drive direction and is preferably made of a non-conductive material. The guide elements, in particular rails, can be arranged on the inner wall of the housing. The guide restricts the freedom of movement of the connecting piece, which can thus essentially move along a straight line. It can thus be prevented that the connection piece approaches the terminal lugs, particularly in the open position.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel können mehrere Paare von Anschlusslaschen in das Gehäuse eingeführt werden und jeweils in Paaren durch ein jeweiliges Verbindungsstück zu einem jeweiligen Sicherungsleiter verbunden sein. Es kann ein Antrieb für alle Sicherungsleiter vorgesehen sein, der alle Sicherungsleiter im Wesentlichen gleichzeitig trennt. Es ist auch möglich, dass jeder Sicherungsleiter seinen eigenen Antrieb besitzt und die Verbindungsstücke jedes Sicherungsleiters unabhängig voneinander ausgelöst werden können. Auch ist es möglich, dass eine Untermenge der Sicherungsleiter zusammen von einem Antrieb und eine andere Untermenge separat von einem jeweiligen Antrieb betätigt werden.According to one exemplary embodiment, a plurality of pairs of terminal lugs can be inserted into the housing and each connected in pairs by a respective connecting piece to form a respective fuse conductor. A drive can be provided for all fuse conductors, which essentially disconnects all fuse conductors at the same time. It is also possible that each safety ladder has its own drive and the connectors of each safety ladder can be tripped independently. It is also possible for a subset of the safety ladders to be actuated together by one drive and another subset to be actuated separately by a respective drive.
Bei getrennten Antrieben kann es vorteilhaft sein, zusätzliche Gehäusewände vorzusehen, die das Gehäuse der Sicherungsvorrichtung in Kammern einteilen. Jede Kammer kann einen Antrieb, einen oder mehrere Sicherungsleiter sowie andere Elemente, unter anderem die Isolatoren, enthalten. Durch die Integration mehrerer Sicherungsleiter in eine Sicherungsvorrichtung kann eine mehrphasige, beispielsweise dreiphasige, Verbindung, mit einem Element gesichert werden und alle Phasen separat oder gleichzeitig getrennt werden. Auch können mehrere Energiespeicher und/ oder Generatoren, die gemeinsam Leistung ins Verteilnetz einspeisen gleichzeitig getrennt werden. Eine Trennung in Kammern ermöglicht die separate Trennung der einzelnen Sicherungsleiter und stellt darüber hinaus sicher, dass bei der Trennung entstehende Abfallprodukte wie Splitter, Staub, Ruß, nicht in den Bereich der anderen Sicherungsleiter gelangen und dort womöglich die Trennung behindern.In the case of separate drives, it can be advantageous to provide additional housing walls which divide the housing of the safety device into chambers. Each chamber may contain a drive, one or more fuse conductors, and other elements, including the isolators. By integrating several fuse conductors into one fuse device, a multi-phase, for example three-phase, connection can be secured with one element and all phases separately or be separated at the same time. Several energy stores and/or generators that feed power into the distribution grid together can also be separated at the same time. Separation into chambers enables the individual fuse conductors to be separated separately and also ensures that waste products such as splinters, dust and soot that are produced during the separation do not reach the area of the other fuse conductors and possibly impede the separation there.
Durch die abrupte Bewegung des Verbindungsstücks auf engem Raum können kurzfristig hohe Drücke im Innern des Gehäuses entstehen, insbesondere im Freiraum, in den sich das Verbindungsstück hineinbewegt. Damit dieser Druck nicht die Bewegung des Verbindungsstücks behindert und/ oder sogar eine entgegengesetzte Bewegung auslöst, kann es vorteilhaft sein, das im Gehäuse befindliche Gas entweichen zu lassen. Zu diesem Zweck wird gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, Entlüftungsmittel im Bereich des Gehäuses, in den das Verbindungsstück vom Antrieb bewegt wird, anzuordnen. Diese können ein Ventil, ein Loch, ein vom Druck zu durchstoßendes Siegel, oder ähnliche Vorrichtungen sein. Durch die Entlüftungsvorrichtung kann das im Gehäuse befindliche Gas bei Kompression durch die Bewegung des Verbindungsstücks das Gehäuse verlassen. Dieses behindert so nicht den Trennprozess und es wird eine sichere Trennung gewährleistet.The abrupt movement of the connector in a confined space can cause brief high pressures to build up inside the housing, particularly in the space into which the connector moves. So that this pressure does not impede the movement of the connecting piece and/or even trigger an opposite movement, it can be advantageous to let the gas in the housing escape. For this purpose, according to one exemplary embodiment, it is proposed to arrange venting means in the area of the housing into which the connecting piece is moved by the drive. This may be a valve, hole, pressure pierceable seal, or similar device. The ventilation device allows the gas in the housing to leave the housing when compressed by the movement of the connecting piece. This does not hinder the separation process and safe separation is guaranteed.
Bei Antrieben auf Basis von Druck wie beispielsweise einem pyrotechnischen oder einem gasbetriebenen Antrieb ist es wichtig, dass sich der Druck zwischen dem Antrieb und dem Verbindungsstück innerhalb des Gehäuses aufbauen und dieser zumindest für kurze Zeit gehalten werden kann. Durch den Druck wird das Verbindungsstück aus der geschlossen Position herauspresst. Hierfür ist es entscheidend, dass der Teil des Gehäuses, in dem der Antrieb untergebracht ist, die Antriebskammer, luftdicht isoliert ist. Zu diesem Zweck sieht ein Ausführungsbeispiel vor, eine Isolation um den Sicherungsleiter umfassend Anschlusslaschen und Verbindungsstück anzuordnen, die den Zwischenraum zwischen Sicherungsleiter und Gehäusewand ausfüllt. Die Dichtung sollte dabei nicht die Bewegung des Verbindungsstücks bei Herauslösung aus dem Spalt behindern. Zusätzlichen können Dichtungen an Öffnungen des Gehäuses, insbesondere für die Anschlusslaschen und/ oder Fügenähte des Gehäuses vorgesehen sein. Die Dichtung kann dabei vorzugsweise aus einem elastischen nicht leitenden Material wie Silikon, Gummi, weichem Kunststoff oder ähnlichen Materialien, gebildet sein. So kann kein oder wenig Gas an dem Sicherungsleiter vorbei aus der Antriebskammer entweichen, außer durch die Herauslösung des Verbindungsstücks aus dem Spalt zwischen den Anschlusslaschen.With pressure based actuators such as a pyrotechnic or a gas powered actuator, it is important that the pressure between the actuator and the connector can build up within the housing and be maintained at least for a short time. The pressure forces the connector out of the closed position. For this it is crucial that the part of the housing in which the drive is housed, the drive chamber, is insulated so that it is airtight. For this purpose, an exemplary embodiment provides for an insulation to be arranged around the fuse conductor, comprising terminal lugs and a connecting piece, which fills the gap between the fuse conductor and the housing wall. The seal should not impede the movement of the connector when it is released from the gap. In addition, seals can be provided at openings in the housing, in particular for the connection lugs and/or joining seams of the housing. The seal can preferably be formed from an elastic, non-conductive material such as silicone, rubber, soft plastic or similar materials. In this way, little or no gas can escape past the fuse conductor and out of the drive chamber, except through the detachment of the connecting piece from the gap between the terminal lugs.
Zur Herstellung einer gegenständlichen Sicherungsvorrichtung wird zunächst ein Verbindungsstück hergestellt. Ein Verbindungsstück aus Vollmaterial kann durch Gießen, Schneiden, Stanzen, Schmieden oder ähnliche Verarbeitungsschritte hergestellt werden. Im Falle eines Verbindungsstücks aus Blechteilen kann jedes einzelne Blechelement beispielsweise durch Walzen hergestellt und anschließend beispielsweise durch Tiefziehen umgeformt werden. Das Stützelement kann beispielsweise gegossen, gespritzt, ausgeschnitten werden und danach mit dem Kontaktelement aus Blechelementen verbunden werden. Auch ist es möglich, das Stützelement in und/ oder um ein Kontaktelement zu gießen oder zu spritzen.In order to produce an actual security device, a connecting piece is first produced. A solid connector may be manufactured by casting, cutting, stamping, forging, or similar processing steps. In the case of a connecting piece made of sheet metal parts, each individual sheet metal element can be produced, for example, by rolling and then formed, for example by deep drawing. The support element can, for example, be cast, injected, cut out and then connected to the contact element made of sheet metal elements. It is also possible to cast or inject the supporting element in and/or around a contact element.
Vor der Kontaktierung mit den Anschlusslaschen können die Kontaktflächen von Verbindungsstück und/ oder Anschlusslaschen beschichtet werden. Dies kann beispielsweise mittels Galvanisieren, Verzinnen, Schmelztauchen oder anderer Verfahren geschehen. Auch kann eine existierende Beschichtung von den Anschlusslaschen entfernt werden und/ oder eine Beschichtung im Bereich der Isolation aufgebracht werden, die die elektrische Trennung von Verbindungsstück und Anschlusslaschen in der offen Position sicherstellt.Before making contact with the terminal lugs, the contact surfaces of the connector and/or terminal lugs can be coated. This can be done, for example, by means of electroplating, tinning, hot dipping or other methods. An existing coating can also be removed from the connection lugs and/or a coating can be applied in the area of the insulation, which ensures the electrical separation of the connecting piece and connection lugs in the open position.
Anschließend werden die Anschlusslaschen und das Verbindungsstück mittels eines mechanischen Pressverfahrens unter hohen Drücken miteinander verpresst. Hierbei kann beispielsweise eine hydraulische, pneumatische, hydrostatische, motorbetriebene oder eine andere Presstechnik zum Einsatz kommen. Anschließend wird das Gehäuse mit Sicherungsleiter, Antrieb und gegebenenfalls anderen Elementen wie Isolatoren, Dichtungen, etc. bestückt. Auch ist es möglich, die Anschlusslaschen und das Verbindungsstück zunächst in das Gehäuse einzuführen und erst innerhalb des Gehäuses zu verpressen.The connecting lugs and the connecting piece are then pressed together using a mechanical pressing process under high pressure. Here, for example, a hydraulic, pneumatic, hydrostatic, motor-driven or another pressing technique can be used. The housing is then fitted with a safety conductor, drive and, if necessary, other elements such as insulators, seals, etc. It is also possible to first insert the connecting lugs and the connecting piece into the housing and only to press them inside the housing.
Zur Verwendung der Sicherungsvorrichtung befindet sich das Verbindungsstück der Sicherungsvorrichtung zunächst in der geschlossen Position. Strom kann durch den Sicherungsleiter fließen. Durch Betätigung des Antriebs wird nun eine Kraft auf das Verbindungsstück ausgeübt und löst dieses aus der geschlossen Position und bewegt es in die offen Position. Durch die elastische Ausdehnung des Verbindungsstücks verbleibt es in der offen Position und kann nicht zurück in die geschlossen Position gelangen. Die Isolatoren stellen die dauerhafte elektrische Trennung von Verbindungsstück mit zumindest einer Anschlusslasche sicher.To use the security device, the connector of the security device is initially in the closed position. Current can flow through the fuse conductor. By actuating the drive, a force is now exerted on the connection piece, releasing it from the closed position and moving it into the open position. Due to the elastic expansion of the connector, it remains in the open position and cannot return to the closed position. The insulators ensure the permanent electrical separation of the connector with at least one terminal lug.
Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 ein Ausführungsbeispiel einer gegenständlichen Sicherungsvorrichtung mit Anschlusslaschen und Verbindungsstück aus Vollmaterial; -
2 ein Ausführungsbeispiel einer gegenständlichen Sicherungsvorrichtung mit Anschlusslaschen und Verbindungsstück aus Blech; -
3 ein Ausführungsbeispiel einer gegenständlichen Sicherungsvorrichtung mit einem zylindrischen Aufbau mit konkaven Spaltflächen der Anschlusslaschen; -
4 ein Ausführungsbeispiel einer gegenständlichen Sicherungsvorrichtung mit einem zylindrischen Aufbau mit konvexen Spaltflächen der Anschlusslaschen; -
5 ein Ausführungsbeispiel einer gegenständlichen Sicherungsvorrichtung mit Kontaktierung der Längsflächen der Anschlusslaschen; -
6 ein Ausführungsbeispiel einer gegenständlichen Sicherungsvorrichtung mit Kontaktierung der Längsflächen der Anschlusslaschen; -
7 Ausführungsbeispiele der Befestigungsmittel zwischen Anschlusslasche und Gehäuse der gegenständlichen Sicherungsvorrichtung; -
8 Ausführungsbeispiele des Verbindungsstücks der gegenständlichen Sicherungsvorrichtung; -
9 Ausführungsbeispiele sich verjüngender Verbindungsstücke der gegenständlichen Sicherungsvorrichtung; -
10 Ausführungsbeispiele der Oberflächen von Verbindungsstück und Anschlusslaschen der gegenständlichen Sicherungsvorrichtung; -
11 Ausführungsbeispiel der gegenständlichen Sicherungsvorrichtung mit mehreren Sicherungsleitern; -
12 Ausführungsbeispiele der gegenständlichen Sicherungsvorrichtung mit Entlüftungsmitteln; -
13 Ausführungsbeispiele der Isolatoren der gegenständlichen Sicherungsvorrichtung.
-
1 an embodiment of a subject security device with terminal lugs and connecting piece made of solid material; -
2 an embodiment of a subject security device with terminal lugs and connecting piece made of sheet metal; -
3 an embodiment of a subject fuse device with a cylindrical structure with concave gap surfaces of the terminal lugs; -
4 an embodiment of a subject fuse device with a cylindrical structure with convex gap surfaces of the terminal lugs; -
5 an exemplary embodiment of a security device in question with contacting of the longitudinal surfaces of the connection lugs; -
6 an exemplary embodiment of a security device in question with contacting of the longitudinal surfaces of the connection lugs; -
7 Exemplary embodiments of the fastening means between the connection lug and the housing of the present safety device; -
8th Embodiments of the connector of the subject security device; -
9 Embodiments of tapered connectors of the subject security device; -
10 Embodiments of the connector and terminal lug surfaces of the subject security device; -
11 Exemplary embodiment of the present safety device with several safety conductors; -
12 Exemplary embodiments of the subject safety device with venting means; -
13 Embodiments of the insulators of the subject safety device.
Die beiden Anschlusslaschen 11, 12 sind verbunden durch ein Verbindungsstück 13. Das Verbindungsstück 13 ist zu diesem Zweck zwischen den beiden Anschlusslaschen 11, 12 im Spalt 26 angeordnet und steht an Kontaktflächen 21b und 22b in mechanischem und elektrischem Kontakt mit den Anschlusslaschen 11, 12. Die Anschlusslaschen 11,12 berühren Verbindungsstück 13 ihrerseits mit an den Kontaktflächen 21a, 22a. In der in
Auf einer Seite des Verbindungsstücks 13 befindet sich ein Antrieb 17 im Gehäuse 10. Der Antrieb 17 kann in einer Aussparung des Gehäuses 10 angeordnet sein und/ oder an der Innenwand des Gehäuses 10 befestigt, beispielsweise geklebt, geschraubt, genietet, oder anderweitig befestigt sein.A
Auf der Seite des Gehäuses 10, in der sich der Antrieb 17 befindet, ist ein Hohlraum vorgesehen, die Antriebskammer 23. Auf der Seite des Gehäuses 10, die vom Antrieb 17 abgewandt ist, ist ein zweiter Hohlraum 24 vorgesehen.A cavity, the
An der Seite des zweiten Hohlraums 24 des Gehäuses 10, also abgewandt vom Antrieb 17, sind an den Anschlusslaschen 11, 12 Isolatoren 16 (16a und 16b in
Die Isolatoren 16a, 16b gewährleisten die Isolation des Verbindungsstückes 13 in der offen Position von zumindest einer der beiden Anschlusslaschen 11, 12.The
Wie in
In dem in
Auch das Verbindungsstück 13 gemäß
Das Stützelement 14 kann, wie in
Auch ist es möglich, dass das Kontaktelement 15 mehrere elektrisch leitende Flachelemente, wie z.B. Bleche oder Bänder umfasst, von denen jeweils eins oder mehrere jeweils an den Kontaktflächen 21b, 22b zu den beiden Anschlusslaschen 11, 12 und deren Kontaktflächen 21a, 22a angeordnet sind. Die Bleche an den Kontaktflächen 21b, 22b sind in diesem Fall noch von einem weiteren leitenden Element verbunden, das ein Blech, ein Vollmaterialbauteil und/oder ein Kabel oder ein anderes leitendes Element sein kann.It is also possible for the
Das Stützelement 14 dient der Aufnahme von mechanischem Druck, der beim Verpressen des Verbindungsstücks 13 entsteht. Es befindet sich gemeinsam mit dem Kontaktelement 15 zwischen den Anschlusslaschen 11, 12 und kann diese zusätzlich zum Kontaktelement 15 berühren. Vorzugsweise berühren nur Teile des Kontaktelements 15 die Kontaktflächen 21a, 22a der Anschlusslaschen 11, 12 um die leitende Kontaktfläche möglichst zu maximieren. Durch die Kombination eines Stützelements 14 aus einem gegebenenfalls nicht leitenden oder auch leitenden Material mit einem leitenden Kontaktelement 15 aus mehreren Einzelteilen aus Blech und/ oder Vollmaterial werden gegenüber einem Verbindungsstück 13 aus Vollmaterial das Gewicht und die Kosten reduziert. Die mechanische und die elektrische Funktion des Verbindungsstücks 13 werden getrennt: Das Stützelement 14 übernimmt die mechanische Aufnahme von Druck und das Kontaktelement 15 stellt die elektrische Verbindung zwischen den Anschlusslaschen 11, 12 her.The
In
Als ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in
In der Draufsicht in
Eine ähnliche Bauform wird in dem Ausführungsbeispiel aus
In
Auch ist es möglich, dass die Anschlusslaschen 11, 12 von einander gegenüberliegenden Seiten im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, siehe
Die Isolatoren 16a, 16b sind in
Zur Befestigung der Anschlusslaschen am Gehäuse 10 können Befestigungsmittel vorgesehen sein.
Im Ausführungsbeispiel aus
Ähnlich zu
In
Alle Verbindungsstücke aus
Wie in
Auch ist es möglich, dass das Verbindungsstück 13 wie in
Das Stützelement 14 kann auch über die Teile des Kontaktelements 15 an den Kontaktflächen 21b, 22b hinausragen, siehe hierzu
In
Die Querschnittsfläche des Verbindungsstücks 13 muss nicht gleichmäßig pro Länge in Verjüngungsrichtung fallen. So zeigt
Dies kann beispielsweise wie in
In einer weiteren Ausführung zeigt
In einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigt
Hier kann es vorteilhaft sein, eine Dichtung 18 zwischen den Leitern anzuordnen. Alle oder eine Teilmenge der Sicherungsleiter können auch durch zusätzliche zwischen den Sicherungsleitern verlaufende Gehäusewände voneinander getrennt sein, siehe das abgetrennte Anschlusslaschenpaar 11a-12a in
Die Verbindungsstücke 13 der jeweiligen Sicherungsleiter können gemeinsam von einem einzelnen Antrieb 17 aus den jeweiligen Spalten 26 zwischen den jeweiligen Anschlusslaschen 11, 12 gelöst werden. Auch ist es möglich, dass die Verbindungsstücke 13 der Sicherungsleiter jeweils von einem anderen Antrieb 17 von den Anschlusslaschen 11, 12 gelöst werden. Es können auch Untermengen der Sicherungsleiter von jeweils einzelnen Antrieben 17 getrennt werden und/ oder Untermengen gemeinsam von einem gemeinsamen Antrieb 17 angetrieben werden.The connecting
Die Trennung des Gehäuses 10 in mehrere Kammern, in denen sich einzelne oder mehrere der Sicherungsleiter befinden, wie in
Da sich bei der abrupten Lösung des Verbindungsstücks von den Anschlusslaschen 11, 12 im Hohlraum 24 Gas stauen und ein Druck aufbauen kann, der die Bewegung des Verbindungsstücks 13 behindert, kann es vorteilhaft sein, Entlüftungsmittel 25 in diesem Bereich des Gehäuses 10 vorzusehen. Wie in
Der Isolator 16 kann insbesondere in den Ausführungsbeispielen
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